ผลของความดันย่อยของออกซิเจนและอุณหภูมิการอบต่อสมบัติของฟิล์มทินออกไซด์

Abstract

          ฟิล์มทินออกไซด์เตรียมด้วยกระบวนการรีแอคทีฟแมกนีตรอนสปัตเตอริงกระแสตรงบนกระจกและซิลิกอนระนาบ (100) โดยใช้เป้าทินบริสุทธิ์ที่ความดันย่อยของออกซิเจนแตกต่างกัน ผลของความดันย่อยของออกซิเจนต่อสมบัติทางโครงสร้าง สมบัติเชิงแสง ลักษณะพื้นผิวถูกวิเคราะห์ด้วยการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ การกระจายพลังงานของรังสีเอกซ์ สเปกโทรสโคปของแสงขาวและอินฟราเรด กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม ตามลำดับ ผลแสดงการก่อเกิดของเฟสเตตระโกนอลของทินออกไซด์ การโปร่งใสของฟิล์มโดยเฉลี่ยที่ 80% ในช่วงความยาวคลื่นแสงขาวถูกตรวจวัดและเปอร์เซ็นต์การส่งผ่านของแสงเพิ่มขึ้นเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของออกซิเจนจากกระบวนการตกสะสมของฟิล์ม องค์ประกอบทางเคมีของฟิล์มเปลี่ยนแปลงเมื่อความดันย่อยของออกซิเจนเพิ่มขึ้น เมื่อนำฟิล์มไปอบที่ความดันบรรยากาศในอุณหภูมิแตกต่างกัน (400, 600 และ 800 องศาเซลเซียส) ในเวลา 1 ชั่วโมง โครงสร้างของฟิล์มเสถียรภายหลังการอบ องค์ประกอบทางเคมี เปลี่ยนแปลงเล็กน้อยภายหลังการอบ ผลของเราแสดงว่าตัวอย่างหลังการอบที่ 600 องศาเซลเซียสมีค่าช่องว่างแถบพลังงานทางแสงสูงสุดและพลังงานยึดเหนี่ยว Urbach ต่ำสุด           SnO2 films with different oxygen partial pressures were prepared on glass and Si (100) substrates by d.c. reactive magnetron sputtering with pure Sn. The effects of oxygen partial pressure on the structural properties, opitical preperties and surface morphology were investigated by x-ray diffraction, energy dispersive x-ray (EDX), visible-near IR spectroscopy and atomic force microscopy, respectively. The results revealed formation of tetragonal tin oxide phase. Optical transparency of films with the average of 80% at visible wavelength was obtained and it was increased by increasing the oxygen content in deposition process. The elemental composition was changed with an increasing in the oxygen partial pressure. The films were treated with post-annealing under atmospheric pressure at various temperatures (400, 600 and 800 °C) for one hour period. The film structure was stable after annealing. The elemental composition was almost unchanged after post-annealing. Our results indicated that sample treated at 600 °C post-annealing temperature has the highest optical band gap and the lowest Urbach binding enery.